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文檔簡介
第七節(jié)
斜坡災害防治
防治的目標是減災、防災、保護環(huán)境。防治指的是預防與治理兩方面:①滑坡預防:指的是滑坡災害沒有產生以前,人們已經了解其存在的危險性和危害性,并采取相應的措施加以防范,使滑坡?lián)p失降至最小程度。預防是以勘察分析、預測預報、動態(tài)監(jiān)測為基礎,同時提出有效的預防措施及相應的設計施工工作。②滑坡治理:指的是對潛在不穩(wěn)定體采取有針對性的工程措施,確保其穩(wěn)定,從根本上消除隱患。治理是一項工程,它包括對災害體的勘察、評價,提出經濟合理的工程措施,并付之實施。防治原則:正確認識滑坡;以防為主,治理為輔,防治結合;治早治小,防患于未然;綜合治理;防災貫穿到工程建設的各個環(huán)節(jié);一次根治不留后患;全面規(guī)劃分期治理;技術可行經濟合理;科學、信息化施工;動態(tài)設計;防治工程維修保養(yǎng)等原則。防治對象:古老滑坡復活;已在變形活動的滑坡;潛在不穩(wěn)定斜坡。
防治措施1防預措施:(1)繞避:改線(2)攔截:攔石墻(3)排水:地表排水:排水溝、坡面防滲架橋跨越攔柵網地下排水:盲溝、排水洞、排水孔隧道穿越(4)監(jiān)測預警
2治理措施:(1)排水措施:(同上)(4)坡面防護:橫向護坡(2)削方、堆載格柵(室)護坡(3)支擋工程:擋土墻:砌置擋墻植基綠色護坡加筋土擋墻
錨固:單一錨桿(索)(5)其它:固結灌漿掛網+噴漿+錨桿(索)阻滑鍵(栓)構+錨桿(索)
抗滑樁:鋼管樁鋼筋+砼樁砼樁結合形式:樁+錨樁+墻(板、梁)一、滑坡預防1、預防措施
1)社會人文方面(1)設立滑坡研究機構我國鐵路、水電、采礦、國防、地礦行業(yè)較早建立此機構。這種分散狀態(tài)已不能滿足需要。行業(yè)聯(lián)合、統(tǒng)一規(guī)劃、組織實施,加強大范圍宏觀減災防災工作。(2)制定相應的法律規(guī)范如土地開發(fā)利用、工程災害評估、環(huán)境保護方面的法規(guī),目前我國這個方面的法規(guī)正在不斷推出,如:①國家《地質災害防治條例》②三峽工程庫區(qū)城、鎮(zhèn)建設中的巖土工程實施要點。
1998年宣布的國土資源大調查中包括區(qū)域環(huán)境地質調查。(3)人們素質的提高,對滑坡預防認識的加強。(4)建立群策群防機構,對滑坡易發(fā)地段加強監(jiān)測防治工作。(5)加強環(huán)境保護,減輕人為因素對地質環(huán)境的破壞作用。例如:植樹造林、加強水土保持。同相關部門緊密結合,加強對啟動降雨程度的預報工作。2)繞避措施規(guī)劃期間如遇有重大崩滑災害,或可能因工程活動誘發(fā)重大災害,可考慮變更原規(guī)劃設計。如:改線,以橋、隧形式通過等。樹旗隧道線路變更示意圖3)防護措施防護工程包括防水、治水、危石攔截、危石清除、變形監(jiān)測監(jiān)護、工程施工工藝改進(如控制爆破、合理開挖等)(1)防水治水措施例如修建截水溝、排水管道、地表排水系統(tǒng)。疏干滑體內地下水、減小地表水向滑體滲入。(2)危石攔截二、滑坡整治
(一)基本規(guī)定滑坡防治工程設計,可劃分為如下三個階段。對于規(guī)模小、地質條件清楚的滑坡,可簡化設計階段。
可行性方案設計
初步設計
施工圖設計
應急治理工程設計是滑坡災害防治工程設計中的非常重要的特殊內容,可簡化上述設計階段。但應急治理須與后續(xù)的相適應,并為正常治理提供基礎。
可行性方案設計
是重要階段。根據(jù)任務書要求,從技術可行、經濟合理,以及社會、環(huán)境等因素對防治工程進行兩個以上方案的分析論證,進行投資估算,確定優(yōu)化方案。必須在已審定的工程地質勘察報告的基礎上編制,并依據(jù)有關文件進行
方案選定,應在遵循防治工程目標和原則的基礎上,結合當?shù)氐刭|條件和技術經濟條件等進行。、對滑坡的危害性和實施防治工程的必要性進行充分論證,應統(tǒng)計核實滑坡發(fā)生時可能對生命財產造成的直接損失和間接損失。
論證工程實施的可行性,闡明在現(xiàn)今技術經濟條件下,實施工程的可能性,并與避讓搬遷、監(jiān)測預警等方案進行對比。根據(jù)工程地質勘察報告,選定有關的巖土物理力學參數(shù),并結合防治工程要求,建立和完善地質模型。
應根據(jù)滑坡防治工程的級別,選定設計安全系數(shù)標準及有關工況,并結合擬布置的工程位置,專門對滑坡推力進行計算。
方案的比較,均必須達到論證深度要求,具備技術經濟可比性。應根據(jù)所在地域,明確氣溫、降雨、地震、附加荷載等基本設計參數(shù),確定工況及其組合特征;根據(jù)任務書要求.明確設計技術依據(jù)和定額標準;根據(jù)防治工程目標和級別確定設計進行效益評估,包括工程實施后的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益應對滑坡?!瘜τ谝患壔路乐喂こ?,應專門編制監(jiān)測設計,內容包括施工安全監(jiān)測、防治工程效果和動態(tài)長期監(jiān)測等。根據(jù)具體情況,確定適當?shù)谋O(jiān)測技術和監(jiān)測頻次。
施工組織是滑坡防治工程可行性方案設計的重要內容,安排合理的施工程序和工程實施順序,井確定切實可行的工期。應結合城鎮(zhèn)規(guī)劃,編制防治工程的保護和災害風險管理措施。
提交相應的設計附圖冊,一般為A3幅面,平面布置圖可采用Al、Ao或更大幅面?;路乐喂こ炭尚行苑桨冈O計和計算結果可以計算書的形式單獨提交。應詳細說明設計的計算公式必須詳細說明估算編制的辦法、費率標準、實際工程量及定額依據(jù)等,也可以估算書的形式單獨提交。
初步設計必須在巳審定的防治工程可行性方案設計基礎上編制;根據(jù)推薦方案,補充必要的設計參數(shù),進行結構設計。必須對推薦方案所依據(jù)參數(shù)進行充分論證,并進行現(xiàn)場專項試驗和室內模擬分析。
提交設計附圖冊,平面布置圖等一般A3或更大幅面。祥細說明計箅情況。詳細說明概算的編制情況,包括費率、工程量、定額等。
施工圖設計
對滑坡防治工程涉及的各工程單元進行施工圖設計,并編制相應的施工圖設計說明書。
詳細說明設計的基本思路、施工條件、施工方法、施工機械、施工順序、進度計劃、施工管理和施工監(jiān)理等。須提交相應的設計圖冊,一般為A3幅面,平面布置圖可采用A3或更大幅面。詳細說明預算的編制辦法、費率標準、實際工程量及定額依據(jù)等,宜以預算書的形式單獨提交。防治工程分級級別IIIIII危害對象縣級和縣級以上遷建城市。主要遷建集鎮(zhèn)?;虼笮凸さV企業(yè)、重要橋梁、國家專項設施一般遷建集鎮(zhèn)??h級或中型工礦企業(yè),省級及一般專項設施受災程度危害人數(shù)人>1001000~500<500直接經濟損失(萬元/a)>10001000~500<500施工難度>1000010000~5000<5000施工難度復雜一級簡單工程投資/萬元>10001000~500<500(二)專門的工程地質勘察及必需資料
滑坡勘察可采用主—輔剖面法進行,沿滑坡主滑方向根據(jù)滑坡復雜程度和工程重要性,確定一至數(shù)條主剖面,并布置輔助剖面。采用地面測繪與鉆探、井探、槽探等方法結合進行;必要時可采用硐探和地球物理方法。須重點查明滑坡體、滑帶和滑床的結構特征,特別應了解滑帶的基本性狀和物理力學特征?;聟^(qū)及鄰區(qū)工程地質調查與測繪,采用的比例尺為1:200—1:2000,須提供滑坡工程地質平面圖、沿主滑方向的主剖面及相關剖面圖及橫斷面圖等。在進行滑坡勘察中,應因地制宜進行相應的滑坡地面變形位移、地下水動態(tài)等監(jiān)測,為防治工程設計、施工和效果評估提供充分依據(jù)。
進行相應的巖土物理力學性質試驗,提供滑體天然容重、飽和容重、滑帶土的峰值和殘余抗剪強度、滑床地基承載參數(shù)、地下水位以及孔隙水壓力等參數(shù),并結合反演法和類比法,提出合理的設計參數(shù)。根據(jù)滑坡區(qū)的地貌形態(tài)、地表裂縫、建筑物和樹木變形、地下水動態(tài)、人工擾動等特征,結合地表變形和深部位移監(jiān)測結果,對滑坡體穩(wěn)定現(xiàn)狀和可能的變化進行科學評價。作出滑坡防治工程的經濟、社會和環(huán)境效益評估。在施工過程中,應實時對滑坡進行跟蹤測繪編錄,檢驗、補充及更正勘察結論,并在滑坡防治工程的前期勘察期間,應收集大氣降雨、庫水位動態(tài)及附進行反饋設計。收集降雨、荷載等數(shù)據(jù),科學合理地進行滑坡穩(wěn)定性評價。經審定后的滑坡工程地質勘察報告是滑坡防治工程設計的依據(jù)。
排水工程設計,應在滑坡防治總體方案基礎上,結合工程地質條件及降雨條件,制定地表排水、地下排水或二者相結合的方案。
設計標準,應根據(jù)防護對象等級所確定的防洪標準予以確定,并依此確定排水工程建筑物的級別、安全超高及安全系數(shù)。當滑坡體上存在地表水體,且必須保留時,應進行防滲處理,并與擬建排水系統(tǒng)相接。當?shù)刭|條件和水文條件復雜時,排水工程對于滑坡穩(wěn)定系數(shù)的提高值作為設計依據(jù),也可作為安全儲備加以考慮。(三)治理工程及設計
1、排水工程1)地表排水工程:
⑴滑體外截水工程按山坡匯水面積、降雨量尤其是暴雨量進行設計。截水排水溝應設置在滑坡體或老滑坡后緣,遠離裂縫5m以外的穩(wěn)定斜坡面上。依地形而定,平面上多呈“人”字形展布。若匯水面積大、流量大可設幾條,間距50米左右。⑵滑體內地表水排水工程首先應充分利用滑坡范圍內的自然溝谷作為排除地表水的渠道,滑體內地表排水工程是呈樹枝狀布置的排水系統(tǒng),主溝方向與滑坡體移動方向一致,支溝方向與滑坡體移動方向應斜交成300~450,水溝的結構及斷面形狀與坡面截水溝相似,支溝間隔30—50米設一條。盡可能減少滑坡地表水的下滲,應對滑體內的自然坡面進行整平夯實。滑坡范圍的植樹、鋪草等綠化工作也是配合地表排水的有效措施。應根據(jù)滑坡的規(guī)模、范圍及其重要程度,準確、合理地選定設計標準,即選定某一降雨頻率作為計算流量的標準(一般采用25年一遇暴雨的流量)。將大于設計標準或在非常情況下使工程仍能發(fā)揮其原有作用的安全標準,作為校核標準。
排水溝斷面形狀可為矩形、梯形、復合形及U形等。梯形、矩形斷面易于施工,維修清理方便.并有較大的水力半徑和輸移力,在滑坡防治排水工程設計應優(yōu)先考慮。
外圍截水排水溝溝底比降無特殊要求,以能順利排除攔的地表水為原則。有明顯開裂變形的坡體,應及時用粘土或水泥漿填實裂縫坑、洼地,使降雨能迅速沿排水溝匯集、排走?;麦w上若有水田,應改為旱地耕作。若分布有可能影響滑坡的積水的池、塘、庫時,其底和周邊均須實施防滲工程。排水溝進出口平面布置,宜采用喇叭口或八字形導流翼墻,長度可取設計水深的3-4倍。當排水溝斷面變化時,應采用漸變段銜接,其長度可取水面寬度之差的5-20倍。排水溝的安全超高,不宜小于o.4m,最小不小于o.3m;對彎曲段凹岸,應考慮水位壅高的影響。
排水溝彎曲段的彎曲半徑,不得小于最小容許半徑及溝底寬度的5倍。
排水溝的縱坡一般不小于2%,應根據(jù)溝線、地形、地質以及與山洪溝連接條件等因素確定。
跌水和陡坡進出口段,應設導流翼墻,與上、下游溝渠護壁連接。梯形斷面溝道,多做成漸變收縮扭曲面;矩形斷面溝道,多做成“八”宇墻形式。
陡坡和緩坡連接剖面曲線,應根據(jù)水力學計算確定。跌水和陡坡段下游,應采用消能和防沖措施?!?/p>
宜用漿砌片石或塊石砌成;地質條件較差,如坡體松軟段,可用毛石混凝土或素混凝土修建。陡坡和緩坡段溝底及邊墻,應設伸縮縫,。伸縮縫處的溝底,應設齒前墻,伸縮縫內應設止水或反濾盲溝或同時采用。
(1)排水盲溝按其作用的不同可分為支撐盲溝、截水盲溝和邊坡滲溝。支撐盲溝是以支撐山體滑動為其主要作用,同時可疏干滑坡體地下水的排水工程。
深度為2m至十數(shù)米,寬采用2~4m,順滑坡移動方向修筑??v、橫斷面結構如下圖。支撐盲溝的內部結構以堆砌堅硬片石為好,它具有很好的透水性和支撐作用。支撐盲溝的外圍要設置反濾層,以防止地下水攜帶的泥砂逐步淤積在盲溝內。2)地下排水工程⑵排水盲洞(泄水隧洞)
地下水埋藏較深時,將要考慮采用排水盲洞來排出攔截地下水。一般在盲溝深度大于10m時,就應與盲洞排水工程進行經濟技術比較,深達15~20m的盲溝是極少見的,且施工安全與盲溝處理均較困難,經濟造價也太高,此時用排水盲洞攔截疏導深層地下水是較為適用的滑坡治理工程。
盲洞形同縮小的隧道,但它又與隧道不完全相同,它容許水從上半部泄水孔中流入,集中于溝槽中排出。上半部起集水和疏干作用,下部溝槽起排水作用。拱形盲溝斷面
盲洞的形狀和結構主要隨地層壓力及巖性特征的變化而異,襯砌的結構及細部尺寸應依巖土工程特性及隧道設計規(guī)范進行設計。⑶排水鉆孔
排水鉆孔是一種有效的治理滑坡排水工程,它一般都是以鉆孔(井)群形式出現(xiàn)的。排水鉆孔(井)群的形式多樣,有用泵抽水或本身排水的垂直孔群,還有地下水平或地下垂直鉆孔群等。垂直鉆孔(井)群排水設計必須在查明滑坡水文地質條件,獲得有關設計的水文地質參數(shù)基礎上進行計算。垂直鉆孔群平面布置的排間距、孔間距、排水鉆孔的孔徑、孔數(shù)估算、排水孔結構設計等按有關規(guī)范進行。2、削坡減重或坡腳加載治理工程
削坡或坡腳加載工程,實際上是一種降低滑坡驅動力或增加其有效抗滑力的直接工程措施。削坡減重工程設計時,重點是減重。削坡減重要在滑坡穩(wěn)定性分析基礎上,正確確定削坡位置、削坡減重方量,以達到治理滑坡的目的?;轮卫淼南髌聹p重和坡腳的加載反壓是經常聯(lián)合使用的,削坡減重及坡腳加載反壓工程,不需砌石或別的圬工,設計施工簡單,通常又比較經濟實用,所以在滑坡治理時應優(yōu)先考慮能否使用這種工程措施。刷方減載設計一般包括滑坡后緣減載、表層滑體或潛在滑移體的清除、削坡降低坡度以及設置馬道等。刷方減載對于滑坡穩(wěn)定系數(shù)的提高值可以作為設計依據(jù)。當堆積體或土質邊坡高度超過l0m時,須設馬道放坡。刷方減載后形成的邊坡高度大于8m時,必須采用分段開挖,邊開挖邊護坡,護坡之后才允許開挖至下一個工作平臺,嚴禁一次開挖到底。采用爆破方法對后緣滑體或危巖體進行刷方減載,應盡量減少對巖土體穩(wěn)定性的影響。對于實施削坡處理后的坡面應進行相應的護坡處理?;靥顗耗_工程采用土石等材料堆填滑坡體抗滑段,以增加滑坡抗滑能力,提高其穩(wěn)定性?;靥铙w應經過專門設計,其對于滑坡穩(wěn)定系數(shù)的提高值可作為工程設計依據(jù)。
3、擋土結構工程
擋土結構工程是整治滑坡經常采用的有效措施之一,對滑坡破壞小,穩(wěn)定滑坡收效較快。抗滑擋土結構工程在滑坡治理的早期,多集中在擋土墻結構方面,但后來發(fā)展到更廣闊的范圍,如抗滑樁(墩)、預應力錨桿(索)、加筋土結構等。1)抗滑擋土墻
重力擋墻適用于移民遷建區(qū)的居民區(qū)、工業(yè)和廠礦區(qū)以及航運、道路建設涉及的規(guī)模小、厚度薄的滑坡阻滑治理工程。重力式擋抗滑墻應與排水、減載、護坡等其它工程措施相配合使用。擋土墻一般由墻身、基礎、排水設施和伸縮縫等部分組成。(1)抗滑擋土墻結構擋土墻墻高土質邊坡高度不宜大于8m,巖質邊坡高度不宜大于10m,滑動推力不宜大于150KN/m,否則應采用特殊形式擋土墻,或每隔4~5m設置厚度不小于0.5m、配比適量構造鋼筋的混凝土構造層。由于滑坡的推力大和作用點較高,因此重力式抗滑擋土墻具有胸坡緩、外形矮而胖的特點。右圖是我國鐵路系統(tǒng)在治理滑坡實踐中已用過的一些形式。檔土墻墻形的選擇宜根據(jù)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)、施工條件、土地利用和經濟性等因素確定。對巖質邊坡和挖方形成的土質邊坡宜采用仰斜式,高度較大的土質邊坡宜采用衡重式或仰斜式。在地形地質條件允許情況下,宜采用仰斜式檔土墻;施工期間滑坡穩(wěn)定性較好且土地價值低,宜采用直立式;施工期間滑坡穩(wěn)定性較好且土地價值高,宜采用俯斜式??筛鶕?jù)地質條件采用特殊形式檔土墻,如減壓平臺檔土墻、錨定板檔土墻及加筋土檔土墻等。
(2)作用于抗滑擋墻的荷載組合
作用在擋土墻上的荷載力系及其組合,視擋土墻型式不同分別考慮。
1、基本荷載:土壓力、滑坡推力,墻背承受由填料自重產生的側壓力、墻身自重的重力、墻頂上的有效荷載、基底法向反力、摩擦力及常水位時靜水壓力和浮力;
2、附加荷載:庫、江水位降落時的水壓力和波浪壓力等;
3、特殊荷載:地震力及臨時荷載。
A擋土墻所受壓力可采用滑坡推力公式和土壓力公式計算,取其大值;B作用在墻背上的主動土壓力,可按庫侖理論計算公式;C擋土墻前部的被動土壓力,一般不予考慮,但當基礎埋置較深,且地層穩(wěn)定,不受水流沖刷和擾動破壞時,可采用1/3~1/2被動土壓力值或靜止土壓力,被動土壓力可按庫侖理論計計算公式;作用于抗滑擋墻的土壓力抗滑擋墻與一般擋土墻區(qū)別主要是所受土壓力的大小、方向、分布和作用點不同?;?lián)鯄λ芡翂毫t主要是滑坡推力,抗滑擋墻上土壓力計算依滑坡推力計算理論進行,土壓力大小為擋墻位置滑坡的剩余推力大小;抗滑擋墻上土壓力方向根據(jù)滑坡結構的特點,假定其與墻后較長一段滑面(帶)平行。
(3)擋土墻設計及構造
根據(jù)滑坡地形、地質條件,綜合考慮確定擋墻平面布置及擋墻安全高度、擋墻類型及截面尺寸;
墻基底應力應滿足基礎底面平均壓力設計值,小于等于地基承載力;
擋墻強度計算必須保證正應力強度小于等于墻體設計抗壓、抗拉強度,剪應力強度小于等于墻體抗剪強度設計值,偏心距小于等于1/6計算截面的截面寬度??够瑩鯄Φ牟贾貌粌H影響工程效果和造價,而且確定施工的難易。它與滑坡范圍、推力大小、滑動面位置形狀、滑坡危害程度及基礎情況有關。擋墻設置于滑坡前緣為宜,滑坡特點不同,會依滑坡具體情況而將抗滑擋墻設置在不同位置。當滑體長度大而厚度小,總推力過大,坡腳擋墻難以實施時,可分級設置抗滑擋墻(如圖)。
重力式抗滑擋土墻墻身材料可采用石砌體、片石混凝土或混凝土。
抗滑擋墻墻高必須驗算確定。
基礎埋入完整穩(wěn)定巖層中不小于0.5m,埋入穩(wěn)定土層中不少于2m?;嬉韵虏恍∮?~2m。
墻基底橫向常采用逆坡。
抗滑擋墻截面積在確定了滑坡推力、墻前被動土壓力、抗滑安全系數(shù)及各種土工特性指標參數(shù)后可計算確定,進而可依已定安全擋墻高度去確定擋墻截面具體尺寸。
排水(1)泄水孔
為排出墻后積水,須設置泄水孔。根據(jù)水量大小,泄水孔孔眼尺寸宜為50mm×lOOmm、lOOmm×100mm、lOOmm×l50mm方孔,或ф50~ф200圓孔??籽坶g距2~3m,傾角不小于5%。上下左右交錯設置,最下一排泄水孔的出水口應高出地面≥200mm;
(2)在擋土墻背側應設置200~400mm的反濾層,孔洞附近lm范圍內應加厚至400~600mm?;靥钔翞樯靶酝習r,擋土墻背側最下一排泄水孔下側應設傾向坡外,厚度不小于300mm的防水層。
伸縮縫及沉降縫擋墻伸縮縫每5—20m設置一道,縫寬20—30mm,縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料,沿內、外、頂三方填塞.填塞深度不應小于150mm。伸縮縫間距,對條石、塊石擋土墻應采用20~25m,對素混凝土擋土墻應采用10~15m。在地基巖土性質變化和擋土墻高度變化較大處應設沉降縫。、在擋土墻拐角處,應適當加強構造措施。墻后填土
(1)墻后填料應選透水性較強的填料,當采用粘土作為填料時,宜摻入適量的石塊且夯實,密實度不小于85%。(2)不應采用淤泥、耕植土、膨脹性粘土等軟弱有害的巖土體作為填料。
(3)擋土墻后回填表面設置為傾坡外的緩坡,坡度取1∶20~1∶30,或墻頂內側設置排水溝,可通過擋土墻頂引出,但注意墻前坡體沖刷。
(4)墻體穩(wěn)定性驗算
重力式擋墻設計時,除應計算擋墻的抗壓、抗彎、抗剪及局部抗壓承載力等滿足現(xiàn)行相應標準的要求,尚應進行抗滑移穩(wěn)定性驗算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算。地基軟弱時,還應進行地基穩(wěn)定性驗算。
重力式擋墻的抗滑移穩(wěn)定性應按下式驗算:
式中
——擋墻每延米自重
(kN/m);
——每延米主動巖土壓力合力(kN/m);
——擋墻基底傾角(°);
——擋墻墻背傾角(°);
——巖土對擋墻墻背摩擦角(°),可按規(guī)范表選用;——巖土對擋墻基底的摩擦系數(shù),宜由實驗確定,也可按規(guī)范表選用。重力式擋墻的抗傾覆穩(wěn)定性應按下式驗算:
基底應力驗算為了保證擋土墻的基底應力不超過地基的容許承載力,應進行基底應力驗算截面強度驗算為了使擋土墻墻型結構合理和避免發(fā)生顯著的不均勻沉陷,還應控制作用于擋土墻基底的合力偏心壓縮承載力偏心壓縮承載力驗算受剪承載力驗算A—截面積(m2)擋土墻工程結構設計安全系數(shù):基本荷載情況下,抗滑穩(wěn)定性Kc≥1.3;抗傾覆穩(wěn)定性Ks≥1.5;特殊荷載情況下,抗滑穩(wěn)定性Kc≥1.2;抗傾覆穩(wěn)定性Ks≥1.3。2)抗滑樁
抗滑樁是一種抗滑支擋結構工程,它是滑坡整治的主要技術措施。因而它在滑坡治理中已發(fā)揮極大的作用,且發(fā)展?jié)摿O大,得到廣泛采用??够瑯冻浞职l(fā)揮抗滑結構物的材料強度。與抗滑擋墻相比,具有圬工量少、施工擾動破壞小、安全可靠、方便,設備簡單,布置靈活便利,適應性強。
可以單獨使用,也能與其它建筑物配合使用。對滑坡擾動小。利于整治在活動中的滑坡,利于搶修工程。
抗滑能力大,一根樁可承受數(shù)千千牛至上萬前?;峦屏Γ够Ч@著等優(yōu)點,能夠克服抗滑擋土墻難以克服的困難。通過開挖樁孔,能夠直接校核地質情況,進而可以檢驗和修改原來的設計,使之更切合實際,發(fā)現(xiàn)問題,易于補救施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁截面形態(tài)圓形樁管形樁矩形樁材料木樁鋼樁鋼混樁剛度剛性樁彈性樁結構形式排式單樁承臺樁排架樁尺寸常規(guī)樁微型樁……抗滑樁類型(1)抗滑樁受力特點
滑坡推力sss分布形式:
對于液性指數(shù)小,剛度較大和較密實的滑坡體,從頂層至底層的滑動速度常大體一致,假定滑面上樁背的滑坡推力分布圖形呈矩形,目前多按矩形考慮,規(guī)范也這么規(guī)定,這是比較安全的。
方向平行于樁以上一段滑面。地基反力樁前位置反力根據(jù)設樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況,抗滑樁可分為懸臂式和全埋式兩種。當樁前滑坡體不能保持穩(wěn)定可能滑走的情況下,抗滑樁應按懸臂式樁考慮;當樁前滑坡體能保持穩(wěn)定,抗滑樁將按全埋式樁考慮,此時視情況考慮樁前剩余抗滑力(矩形分布)或被動土壓力(三角形分布),一般就小不就大。
依據(jù)樁基理論設計抗滑樁時,采用地基系數(shù)法原理,樁受力變位對地基土產生作用力p,引起土壓縮變形x,p=kx,K稱為巖土體的彈性抗力系數(shù)(k),或簡稱為地基系數(shù),分側向地基系數(shù)和豎向地基系數(shù)。即,k等于樁側地基巖土體承受樁的側壓力(應力)與樁在該位置處產生的側向位移的比值,其物理意義是:單位土體或巖體在彈性變形限度內,產生單位面積壓縮變形時所需施加的力。
m—地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù)(kN/m4);一般采用實測,也可參考經驗值。
n—隨巖土類別變化的常數(shù);x—嵌固段距滑帶深度(m);x?!c巖土類別有關的常數(shù)(m)。①K法。地基系數(shù)為常數(shù)m,即n=0?;矠檩^完整的巖質和硬粘土層。②M
法。地基系數(shù)隨深度呈線性增加,即n=1。一般地,簡化為x0=0,k=mx
。滑床為硬塑~半堅硬的砂粘土、碎石土或風化破碎成土狀的軟質巖層。③C法。當時,K值隨深度為外凸的拋物線變化,我國公路部門用試樁的實測資料,反算求得值在0.5、0.6之間,建議采用0.5。通常按這種規(guī)律變化的計算方法,稱為“C”法滑動面以下嵌固部分反力(2)抗滑樁結構形式
抗滑樁結構形式的選擇取決于滑坡規(guī)模的大小、滑坡深度、滑坡推力大小、設樁位置以及施工條件等因素??够瑯督孛娴倪x擇主要考慮兩方面:一是受力要求;二是施工方便。人工挖孔抗滑樁當推力方向明確時,一般采用矩形斷面,;使用機械成樁或推力方向不明確是,可用圓形截面??够瑯兜慕孛骈L邊方向按平行于滑動方向設置,以增強抗彎剛度。(3)
抗滑樁平面布置滑坡上部和中部不宜設樁,一般設在平緩抗滑地段或特殊需要設樁的位置,原則上布置一排,必要時布置幾排,分級穩(wěn)定。注意超頂滑出。
垂直滑坡主軸方向的樁間距的確定,多為2—5倍樁徑,小直徑樁2—3倍樁徑。
(4)抗滑樁截面大小及長度的確定。截面寬度:抗滑樁截面尺寸大小根據(jù)滑坡推力大小,樁間距及地基容許抗力決定。矩形斷面,一般截面寬1.5~2.5m,截面長2.0~3.5m;
長度:由兩部分組成,即滑動面以下的嵌固長度和滑動面以上直接承受滑坡推力的非嵌固長度。
嵌固長度與滑床地層強度、滑坡推力大小、抗滑樁間距、截面和剛度有關,也與是否考慮樁前滑體抗力有關。嵌固段過短,穩(wěn)定性差,嵌固段過長,施工困難,且不經濟。為此,通常調整樁截面和樁間距及非錨固段長度來達到減小錨固長度的目的。
(5)抗滑樁內力計算(略)(6)抗滑樁的結構設計樁身混凝土強度:宜采用C20、C25和C30。
矩形鋼筋混凝土抗滑樁:
縱向受拉鋼筋的配置根據(jù)彎矩圖確定。應進行斜截面抗剪強度驗算,以確定箍筋的配置。應進行矩形截面受彎構件正截面承載力計算。應進行矩形截面受彎構件斜截面承載力計算。3)錨索(桿)工程
預應力錨索,預應力錨索是對滑坡體主動抗滑的一種技術。通過預應力的施加強滑帶的法向應力和減少滑體下滑力,有效地增強滑坡體的穩(wěn)定性。
一般規(guī)定:錨索設置必須保證達到所設計的鎖定錨固力要求,避免由于鋼拉線松弛而被滑坡體剪斷;
錨索長度一般不超過50m。單束錨索設計噸位宜為500kN~2500kN級,不超3000kN級。、
堆積層或土質滑坡,預應力錨索應與鋼筋砼梁、格構或抗滑樁組合作用。錨索設計時應進行拉拔試驗。
預應力錨索應采用高強度低松弛鋼絞線制作,錨索的鋼材可采用12.7mm或15.2mm的鋼絞線。每孔錨索可由單束或多束鋼絞線組成。鋼絞線必須符合現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》(GB5224)的規(guī)定預應力錨索所用錨具應符合國家現(xiàn)行《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程》(JGJ-85)的規(guī)定。錨索必須做好防銹、防腐處理。錨固段錨索只需清污除銹,自由段錨索還需涂防腐劑、外套22mm聚乙烯塑料套管隔離防護,張拉段錨索也需涂防腐劑。鉆孔根據(jù)需要可采用水鉆或干鉆,當水鉆可能影響滑坡(邊坡)穩(wěn)定時,則必須采用干鉆。錨孔應用清水洗凈,嚴格執(zhí)行灌漿施工工藝要求,當用水沖洗影響錨索的抗拔能力時,可用高壓風吹凈。錨索孔注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿,一般采用M3.5水泥砂漿。注漿采用孔底注漿法,注漿壓力不宜小于0.6~0.8MPa,砂漿灌注必須飽滿密實,第一次注漿完畢,水泥砂漿凝固收縮后,孔口應進行補漿。
預應力錨索設計:
計算錨固力前,應對未施加預應力的滑坡穩(wěn)定性進行計算,作為設計的依據(jù)。錨索的錨固力:極限錨固力,通常由破壞性拉拔試驗確定。極限拉拔力指錨索沿握裹砂漿或砂漿固結體沿孔壁滑移破壞的臨界拉拔力;容許錨固力,指極限錨固力除以適當?shù)陌踩禂?shù)(通常為2.0~2.5),它將為設計錨固力提供依據(jù),通常容許錨固力為設計錨固1.2~1.5倍;設計錨固力,可根據(jù)滑坡體推力和安全系數(shù)確定。
預應力錨索將根據(jù)滑坡體結構和變形狀況確定鎖定值。即:
(1)當滑坡體結構完整性較好時,鎖定錨固力可達設計錨固力的100%(2)當滑坡體蠕滑明顯,預應力錨索與抗滑樁相結合時,鎖定錨固力應為設計錨固力的50%‘~80%預應力錨索設計錨固力的確定,兩種情況:況進行,水灰比按0.38~0.45調配。
錨索自由段長度受穩(wěn)定地層界面控制,在設計中應考慮自由段伸入滑動面或潛在滑動面的長度不小于1m,自由段長度不得小于3~5m。
張拉段長度應根據(jù)張拉機具決定,錨索外露部分長度宜為1.5m左右。錨固體的直徑應根據(jù)設計錨固力、地基性狀、錨固類型、張拉材料根數(shù)、造孔能力等有關因素來確定,通常采用100~150mm
最優(yōu)錨固角預應力錨索傾角主要由施工條件確定??筛鶕?jù)兩種方法綜合考慮其最優(yōu)傾角:
1)理論公式理論分析表明,錨索傾角滿足下式時是最經濟的:式中:θ——錨索傾角(°);α——滑面傾角(°);Φ——滑面內摩擦角(°)。
2)實際經驗對于自由注漿錨索,錨固
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